JPS61124556A - 低ニツケルオ−ステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法 - Google Patents

低ニツケルオ−ステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法

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JPS61124556A
JPS61124556A JP24566084A JP24566084A JPS61124556A JP S61124556 A JPS61124556 A JP S61124556A JP 24566084 A JP24566084 A JP 24566084A JP 24566084 A JP24566084 A JP 24566084A JP S61124556 A JPS61124556 A JP S61124556A
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JP
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stainless steel
austenitic stainless
steel sheet
steel
hot
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JP24566084A
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Satoru Narutani
成谷 哲
Sadao Hasuno
貞夫 蓮野
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は低ニッケルオーステナイト系ステンレス鋼板お
よびその製造方法に係り、特に熱間加工性および耐食性
にすぐれたニッケル含有量の少いオーステナイト系ステ
ンレス鋼板およびその効果的な製造方法に関し、従来の
5US304の利用分野に使用される。
〔従来の技術〕
近年ステンレス鋼の用途は厨房機器、建築材料、各種車
両用部品等多岐に拡大されているが、材料としての加工
性、耐食性は勿論、その経済性に関しても厳しい要求が
なされている。5LIS304に代表される従来のオー
ステナイト系ステンレス鋼1:i、5US430等のフ
ェライト系ステンレス鋼に比して耐食性、加工性におい
てすぐれており、腐蝕環境の厳しい用途、苛酷な成形加
工を施きれる用途、その他溶接を必要とする用途に多用
されている。
しかしオーステナイト系ステンレス鋼は、オーステナイ
ト相を得るためにt&価なNiを多量に添加する必要が
あり、経済的に不利であることは否めない。このために
安価で加工性、耐食性のすぐれたオーステナイト系ステ
ンレス鋼の開発が渇望されている。この要望に応えるも
のとして、従来のオーステナイト系ステンレス鋼の必須
成分であるNiを、安価なMnやNで部分的に置換えし
た3、5〜6%Niを含む5US201や5US202
が開発されている。しかしNl量を更に低減させ経済上
のメリットを更に追求しようとする場合、Mnのオース
テナイト形成能がNIの約l/2しかないためにδ−フ
ェライトが生成され易くなり、このことに起因して熱間
加工性が劣化し、製造工程上の障害となり歩留低下を来
たし、成分コスト上の有利性が著しく損なわれる結果と
なっている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、低Niオーステナイト系ステンレス鋼
製造上の上記従来技術の問題点を解消し、N1の上限を
3.0%に押え、しかも材質的に従来の5US304に
匹敵する加工性と耐食性を有する安価なオーステナイト
系ステンレス鋼およびその効果的な製造方法を提供する
にある。
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明の上
記目的は下記要旨の2発明によって達成される。本発明
によるオーステナイト系ステンレス鋼の要旨とするとこ
ろは次の如くである。
すなわち、重量比にてC: 0.15%以下、S■:1
、5%以下、M n: 6.0〜13.0%、Ni:3
,0%以下、Cr:  14.0〜19.0%、N:0
,05〜0.20%、Cu:  1.0〜3.5%およ
びCa:0,001〜0.005%を主成分とし、残余
は実質的にFeおよび不可避的不純物から成ることを特
徴とする低ニッケルオーステナイト系ステンレス鋼板で
ある。
しかしてこのオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法
の要旨は次の如くである。
すなわち、上記と同一成分組成を有するステンレス鋼片
を加熱後熱間圧延して熱延鋼帯とする工程と、前記熱延
鋼帯を熱延板焼鈍した後1回または中間焼鈍を挾んだ2
回以上の冷間圧延した後最終焼鈍を施す工程を有して成
ろオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法において
、前記熱間圧延前の鋼片の加熱を1050〜1200℃
の温度域にて行うことを特徴とする低ニッケルオーステ
ナイト系ステンレス鋼板の製造方法である。
本発明者らばN1含有量を3%以下に低減させたオース
テナイト系ステンレス鋼について多くの実験を重ねた結
果、Caを適当量添加し、かっ鋼塊もしくは鋼片の熱間
圧延前における加#AJ7A度を規制することによりほ
ぼ本発明の目的を達成できることを見出し、更に研究を
進めた結果本発明を完成するに至ったものである。
先ず、本発明者らの実験結果について記載する。
本発明者らはC:0.03〜0.07%、Si;0.4
%、Mn:  E〜1 2%、Ni:  1. 0%、
Cr:17%、N:Q、10%、Cu:1.5%を含む
種々のオーステナイト系ステンレス鋼についてCa添加
量を0.009%までの範囲で添加した多くの供試材を
溶製し、この鋼片を1200℃に1時間加熱後熱間圧延
し、焼鈍、冷延を繰返し0.7m厚の冷延焼鈍板を製造
した。これらの多くの供試材について熱間圧延時の熱間
加工性、熱延後の表面性状および得られた冷延焼純板の
JIS  22371による塩水噴霧試験を36時時間
待した各試験片の5011111×75IIIIl上の
発誘起点数を調査し、添加Ca量および鋳込み状態での
δ−フェライト量に対してプロットしたのが第1図であ
る。第1図において、Q印は熱間加工性良好、Δ印は部
分的に小さな割れのあるもの、x印は大きな割れを有す
るものであり、各記号の添数字は上記塩水噴霧試験後の
試験片上に目視確認された発誘起点数を示す。
第1図より明らかな如<、Ca無添加の供試材において
は熱間加工性が十分でなく、また鋳込状態でのδ−フェ
ライト量が1.2%と低レベルの場合でも熱間加工によ
り小さな耳割れが発生し、更にδ−フェライト量が4%
、6.5%と高くなると著しく大きな耳割れが見られた
のに対し、Caを0.001%以上添加した各供試材に
おいては、δ−フェライト量が7.7%と高い範囲まで
良好な熱間加工性が得られた。また塩水噴霧試験結果も
Ca:0.005%の添加量までは発誘起点数がきわめ
て少なく耐食性が良好であることを示している。しかし
Ca添加量が0.005%を越丸る場合には介在物が増
加するために発誘起点数が著しく増加し耐食性が劣化す
ることを示している。
上記の実験よりNiが低レベルであって、成分的にδ−
フェライト鋼においてもCa: 0.0050%までの
範囲で添加させることによって熱間加工性が良好で、か
つ耐食性もすぐれたオーステナイト系ステンレス鋼が得
られることが判明した。
上記実験結果を踏まえて本発明による低Niオーステナ
イト系ステンレス鋼の成分限定理由について説明する。
C: Cはオーステナイト形成元素としてδ−フェライトの発
生量を低く抑える効果があるが、0.15%を越えて含
有すると本発明鋼でオーステナイト形成元素として必須
であるNの添加と相俟って、冷延時の変形抵抗が高くな
り、かつ耐食性も劣化するので上限を0.15%とし0
.15%以下に限定した。
SI; Siは製鋼過程における脱酸のため必須の成分であるが
、1.5%を越して過多となるとδ−フェライトが多量
に晶出し熱間加工性を阻害するので1.5%以下に限定
した。
Mn: Mnはオーステナイト形成元素としてNiを低減した分
を補うために必須の元素であるが、6.0%米満ではオ
ーステナイト単相組織が得られない。
しかし添加量が過多となると耐高温酸化性が劣化すると
共に、製品鋼板の延性を低下させ加工面から好ましくな
いので上限を13%とし6. 0〜13.0%の範囲に
限定した。
Nド Niは製造コスト低減の本発明の目的から3.0%以下
に限定した。
Cr: Crは本発明によるオーステナイト系ステンレス鋼に十
分な耐食性を付与するために少くとも14%の添加が必
要である。しかし19%を越えて添加すると、オーステ
ナイト組織を維持することが困難となるので、14.0
〜19.0%の範囲に限定した。
Cu: Cuはオーステナイト生成元素としての役割を果し、同
時に製品鋼板の加工性を向上させろtコめに少くとも1
.0%を必要とする。しかし3.5%を越して過多とな
ると高温における粒界脆化を生じ、かつ熱延板の表面性
状が劣化するので1. 0〜3.5%の範囲に限定した
N : Nはオーステナイト生成元素としてMnの作用を補完す
るために少くとも0.05%を必要とする。
しかしその添加は材料を硬質化する特性があり。
加工性の点から好ましくない。また0、20%を越して
過多となるとブローホールの発生等鋼塊の健全性が失わ
れるのでオーステナイト単相が得られる範囲で低い方が
よ(,0,05〜0.20%の範囲に限定した。
C&: Caは本発明鋼では最も重要な元素であるが上記本発明
者らの基礎研究結果よI)0.001〜o、oos%の
範囲で添加することにより、δ−フェライトが含まれる
場合でも熱間加工性が著しく改善され、かつ介在物に起
因する耐食性の劣化が起こらないので0.001〜o、
oos%の範囲に限定した。
本発明による低Nミオ−ステナイト系ステンレス鋼板は
上記限定成分を主成分とし、残余は実質的にFeおよび
不可避的不純物より成るものである。
次に上記組成の本発明による低N1オーステナイト系ス
テンレス鋼板の製造方法について説明する。
通常のオーステナイト系ステンレス鋼板は、従来法の工
程によって製造される。すなわち、先ず鋼塊もしくは鋼
片を1250℃に加熱したろ後熱間圧延して熱延鋼帯と
し、該鋼帯を熱延板焼鈍を施した後、1回または中間焼
鈍を挾んだ2回以上の冷間圧延を行い、最後に冷延鋼板
の焼鈍を行って製品とするものである。 ゛ 上記製造方法において、本発明鋼の如き低N+高Mnオ
ーステナイト系ステンレス鋼においては、耐高温酸化特
性に劣ることより圧延前の鋼塊もしくは鋼片の加熱1度
を通常の加i@温度1250℃よりも低温加熱が有効で
あるとの予想より次の実験を行った。
第1表 すなわち、本発明による限定組成の第1表に示す如きオ
ーステナイト系ステンレス鋼の小型鋼塊を溶製し、該鋼
塊からグリ−プル試験片を切出し熱間加工性に及ぼす加
熱l温度の影響を800℃から1250℃の温度範囲に
ついて断面減少率及び破断応力を測定して調査した。結
果は第2図に示すとおりである。第2図より明らかなと
おり、破断後の断面減少率の変化傾向から、本発明鋼の
場合は加熱温度を1200℃以下にすることによって、
従来の通常のオーステナイト系ステンレス鋼の熱延前の
加熱温度1250℃に加熱するよりも顕著にすぐれた熱
間加工性を示すことが判明した。
しかし加熱温度が1050℃未満に低下すると変形抵抗
が大きくなり過ぎるので実用的な観点から1050℃を
下限とする方が好ましい。
次に本発明者らは第1表に示す同一供試材についてO:
 3%、N :残り、露点55℃の酸化性雰囲気中にお
ける本発明鋼の1050〜1250℃の温度範囲におけ
る酸化減量を測定した。結果は第3図に示すとおりであ
る。第3図より明らかな如く、1050〜1200℃の
温度範囲では酸化減量が少いが、加熱温度が1250℃
に上昇すると急激に酸化減量が増加することが判明した
上記第2図、第3図に示した2種の実験結果より明らか
な如く、本発明鋼であろ低N1、高Mnオーステナイト
系ステンレス鋼の如き耐高温酸化特性の劣る材料におい
ては、1050〜1200℃範囲の低温加熱により、著
しく熱間加工性を向上し、かつ加熱中の酸化を抑制する
顕著な効果があり熱延板の表面性状を改善できることが
判明した。
従って本発明の製造方法では熱間圧延前の鋼塊もしくは
鋼片の加熱1度を1050℃〜1200℃の範囲に限定
した。
〔実施例〕
第2表に示す如き組成を有する本発明鋼および比較鋼を
高周波真空溶解炉で溶製し、それぞれ50kg鋼塊とし
た。
これらの鋼塊をいずれも0□: 3%、N2残り、露点
55℃の雰囲気中で1150℃に加熱し3III11厚
まで熱間圧延し、更に冷間圧延を行い0.70mI+1
厚のfも延焼鈍根を作製した。この冷延焼鈍板に、よっ
てJAS  Z2371による塩水噴霧試験を36時間
行い、かつ8i減的性質および成形性を調査した。結果
は第3表に示すとおりである。
第3表中の熱間加工性において○印は良好、X印は耳割
れ著しきものを示す。第3表より明らかなとおり、Ca
を含み限定組成で、かつ本発明の限定加熱温度の115
0℃行った本発明鋼は、すべて熱間加工性が良好であり
、かつ材質特性もほぼ5US304と同等であることが
判明した。一方Ca無添加であるほかは本発明の限定要
件に合致する比較trIDでは熱間圧延時著しい耳割れ
を生じ、また比較鋼Eでは塩水噴霧試験による55mm
X75m試験片における発誘起点数で評価する耐食性は
、著しく劣ることを示している。
〔発明の効果〕
上記実施例より明らかな如く、本発明による低Niオー
ステナイト系ステンレス鋼板は、化学成分を限定し特に
Ca:  0. OO1〜0.005%の限定量を添加
したこと、およびその製造に当っては加熱温度を105
0〜1200℃の1度範囲の低温加熱としたことにより
、従来達成できなかった下記の大きな効果を挙げること
ができた。
(イl  Ni含有量を3.0%以下に限定したに拘ら
ず、従来の303304に遜色のないすぐれた耐食性と
、機械的性質および熱間加工性を有するオーステナイト
系ステンレス鋼板を得ることができた。
(ロ)N1を3.0%以下に低減できたので製造コスト
を著しく低減することができた。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図、第3図はいずれも本発明を得る実験過
程より得た線図であって、第1図はCa添加量およびδ
−フェライト量と熱間加工性、耐誘性を示す相関図、第
2図はグリ−プル試験結果における断面減少率および破
断応力にて表わす熱間加工性に及ぼす加熱1度の影響を
示す相関図、第3図は酸化減量に及ぼす加熱温度の影響
を示す相関図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量比にてC:0.15%以下、Si:1.5%
    以下、Mn:6.0〜13.0%、Ni:3.0%以下
    、Cr:14.0〜19.0%、N:0.05〜0.2
    0%、Cu:1.0〜3.5%およびCa:0.001
    〜0.005%を主成分とし、残余は実質的にFeおよ
    び不可避的不純物から成ることを特徴とする低ニッケル
    オーステナイト系ステンレス鋼板。
  2. (2)重量比にてC:0.15%以下、Si:1.5%
    以下、Mn:6.0〜13.0%、Ni:3.0%以下
    、Cr:14.0〜19.0%、N:0.05〜0.2
    0%、Cu:1.0〜3.5%およびCa:0.001
    〜0.005%を主成分とし、残余は実質的にFeおよ
    び不可避的不純物から成るステンレス鋼片を加熱後熱間
    圧延して熱延鋼帯とする工程と、前記熱延鋼帯を熱延板
    焼純した後1回または中間焼鈍を挾んだ2回以上の冷間
    圧延した後最終焼鈍を施す工程とを有して成るオーステ
    ナイト系ステンレス鋼板の製造方法において、前記熱間
    圧延前の鋼片の加熱を1050〜1200℃の温度域に
    て行うことを特徴とする低ニッケル系ステンレス鋼板の
    製造方法。
JP24566084A 1984-11-20 1984-11-20 低ニツケルオ−ステナイト系ステンレス鋼板およびその製造方法 Pending JPS61124556A (ja)

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